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Jun 04, 2023

옥스퍼드 대학교는 위험 분야에서 성공을 거두었습니다.

처음으로 옥스퍼드의 화학자들은 위험한 불화수소 가스를 사용하지 않고 많은 산업에 필수적인 불소화합물을 생성했습니다. 팀의 혁신적인 방법이 공개되었습니다.

처음으로 옥스퍼드의 화학자들은 위험한 불화수소 가스를 사용하지 않고 많은 산업에 필수적인 불소화합물을 생성했습니다. 이번 주 주요 저널인 사이언스(Science)에 게재된 팀의 혁신적인 방법은 성장하는 글로벌 산업의 안전성과 탄소 배출량을 개선하는 데 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다. - 전 세계적으로 플루오로카본의 효과적인 합성. 우리는 이 연구가 전 세계 과학자들이 사회적 이익을 기대하면서 도전적인 화학 문제에 대한 파괴적인 해결책을 제공하도록 격려하기를 바랍니다. 옥스퍼드 대학교 화학과 Véronique Gouverneur FRS 교수. 2018년 세계 시장 규모는 214억 달러에 달하는 폴리머, 농약, 의약품, 스마트폰과 전기 자동차의 리튬 이온 배터리 등 다양한 중요한 응용 분야에 사용됩니다. 현재 모든 불소화합물은 독성 및 부식성 가스인 불화수소(HF)에서 생성됩니다. 매우 에너지 집약적인 프로세스. 엄격한 안전 규정에도 불구하고 지난 수십 년 동안 HF 유출이 여러 번 발생했으며 때로는 치명적인 사고와 유해한 환경 영향이 발생했습니다. 보다 안전한 접근 방식을 개발하기 위해 옥스퍼드에서 분사한 FluoRok, University of Oxford의 동료들과 함께 옥스퍼드 대학의 화학자 팀이 개발했습니다. College London과 Colorado State University는 치아와 뼈를 형성하는 자연적인 생광물화 과정에서 영감을 얻었습니다. 일반적으로 HF 자체는 불소화학물질을 만드는 데 사용되기 전에 형석(CaF2)이라는 결정성 광물을 가혹한 조건에서 황산과 반응시켜 생산됩니다. 새로운 방법에서는 불소화합물이 CaF2에서 직접 만들어지며 HF 생산을 완전히 우회합니다. 이는 화학자들이 수십 년 동안 추구해 온 성과입니다. 새로운 방법에서 고체 CaF2는 생광물화에서 영감을 받은 공정에 의해 활성화됩니다. 인산칼슘 미네랄은 치아와 뼈에서 생물학적으로 형성됩니다. 팀은 막자와 절구를 사용하여 향신료를 분쇄하는 전통적인 방식에서 발전한 기계화학적 공정을 사용하여 볼밀 기계에서 분말화된 인산칼륨염과 함께 몇 시간 동안 CaF2를 분쇄했습니다. 결과적으로 생성된 분말 제품인 Fluoromix는 다음을 가능하게 했습니다. 최대 98%의 수율로 CaF2에서 직접 50가지가 넘는 다양한 불소화학물질을 합성합니다. 개발된 방법은 현재 공급망을 합리화하고 에너지 요구 사항을 줄여 미래의 지속 가능성 목표를 충족하고 업계의 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 될 가능성이 있습니다. 또한 개발된 고체 공정은 산성 등급 형석과 마찬가지로 효과적이었습니다( > 97%, CaF2) 합성 시약 등급 CaF2와 동일합니다. 이 공정은 전 세계의 불소화학물질 제조에 대한 패러다임 전환을 나타내며, 주 저자인 Véronique Gouverneur FRS 교수의 실험실에서 수십 년간의 연구를 바탕으로 2022년에 설립된 스핀아웃 회사인 FluoRok의 탄생으로 이어졌습니다. 옥스퍼드대학교 화학과. FluoRok의 독점 기술은 불소화 폐기물 또는 자연적으로 발생하는 형석 광물을 소스로 직접 사용하여 세계 에너지 전환, 글로벌 식량 공급 및 건강의 핵심인 고부가가치 화합물에 접근합니다. Gouverneur 교수는 다음과 같이 말했습니다. 불소화를 위한 CaF2는 현장에서 성배이며, 이 문제에 대한 해결책을 수십 년 동안 모색해 왔습니다. 환경에 대한 해로운 영향을 줄이거나 전혀 주지 않고 지속 가능한 화학 물질 제조 방법으로 전환하는 것은 오늘날 야심찬 프로그램과 현재 제조 공정에 대한 전면적인 재검토를 통해 가속화될 수 있는 최우선 목표입니다. 이 연구는 옥스퍼드에서 개발된 방법이 학계와 산업계 어디에서나 구현될 가능성이 있고, 공급망 단축 등을 통해 탄소 배출을 최소화하고, 글로벌 공급망의 취약성에 비추어 향상된 신뢰성을 제공할 수 있기 때문에 이 방향에서 중요한 단계를 나타냅니다. 화학과 DPhil 학생이자 연구의 주요 저자 중 한 명인 Calum Patel은 다음과 같이 덧붙였습니다. '인산염을 사용한 CaF2의 기계화학적 활성화는 흥미로운 발명품이었습니다. 복잡한 문제; 그러나 이 반응이 어떻게 작용했는지에 대한 큰 의문이 남아 있었습니다. 협력은 이러한 질문에 답하고 불소 화학의 새로운 미개척 영역에 대한 이해를 높이는 데 핵심이었습니다. 큰 과제에 대한 성공적인 해결책은 다학제적 접근 방식과 전문 지식에서 비롯되며, 이 작업은 실제로 그 중요성을 포착하고 있다고 생각합니다. 'HF를 우회하는 인산염 기반 기계화학 공정을 통한 형석의 불소화학물질' 연구는 사이언스(Science)에 게재되었습니다.